(57)【要約】      （修正有）【課題】オフィスビル、マンション等に設置可能なＣＯ２を出さない発電装置であり、使用者の需要に即座に対応し、必要な電力量だけを供給する発電装置を提供する。【解決手段】第一水力発電装置で生成される電気で充電されている９個の蓄電池の中の１個と連結されているＤＣ電動モーターが８機設けられ、ＤＣ電動モーターと接続されている発電機が８機設けられ、８機の発電機で構成される回転体２０１から回転体２０８のそれぞれをランク１からランク８に区分し、合計電気量が変動した場合、変動した合計電気量が属するランクを把握し、ランク１から変動した合計電気量が属するランクまでの電力を即座に供給することで解決する。【選択図】図１３
0003225071.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
第一貯水槽（１）と、
第一貯水層（１）から供給される水が蓄えられている円筒形の第二貯水槽（２）と、
円柱形の容器（７）の直径の中心点を通る垂線に対して９０度の角度で「前」へ伸ばされている線が円柱形の容器（７）の円周縁と交わっている地点から垂直に上方向に伸びている鉄柱A1（101）と、鉄柱A1（１０１）から６０度づつ離れて反時計回りに設けられている鉄柱A２（１０２）、鉄柱A３から鉄柱A６（１０６）と、  前記鉄柱A１（１０１）と鉄柱A２（１０２）に連結され、水平方向に伸ばされている鉄柱B１（11１）と、鉄柱A２（１０２）と鉄柱A３に連結されている鉄柱B２、鉄柱A３と鉄柱A４に連結されている鉄柱B３から鉄柱A６（１０６）と、鉄柱A１（１０１）に連結されている鉄柱B６（11６）と、前記鉄柱B1（11１）から、鉄柱B６（11６）の上部であるとともに鉄柱A1（101）から鉄柱A２（１０２）、鉄柱A２（10２）から鉄柱A３、鉄柱A３から鉄柱A４、鉄柱A６から鉄柱A１（１０１）のそれぞれの間に設けられている回転体A1（１２１）、回転体A２、回転体A３から回転体A６（１２６）と、  第二貯水槽（２）内の水を押し出す揚水機構と、  前記揚水された水を第三貯水槽（５５）内に注入する複数の流出管（３）と、  第三貯水槽（５５）に設けてある複数の電動弁座D（５３）の間に設けてある９機の電動弁座Eと、  第一水圧鉄管の間に設けてある９機の第二水圧鉄管と、  前記９機の第二水圧鉄管の直下に設けてある９機の第二水車と、  ９機の第二水車と連結されている９機の第二発電機で構成される第二水力発電装置を設け、９機の第二発電機で生成した電気で充電されている蓄電池９B-1から９B-9とを備え、
前記充電されている蓄電池９B-1から９B-9は第一水力発電装置の電源となり、
第三貯水槽（５５）に貯水されている水を複数の第一水圧鉄管（５２）を経由して下方にある複数の第一水車に落下させて発電させる平地に設けられる第一水力発電装置において、
前記揚水機構は、円柱形の容器（７）と円柱形の容器（７）内に接着してある鉄塊（４）との合計重量と、電動モーターが時計周りに回転する力で後押しして前記円柱形の容器（７）を引き下げ、円柱形の容器（７）の体積が、第二貯水槽（２）内に入った分だけ、第二貯水槽（２）内の水が揚水され、前記円柱形の容器（７）の引き下げに要する力は円柱形の容器（７）の重量と円柱形の容器（７）内に接着してある鉄塊（４）の合計重量による下降する力を利用することによって少なくて済む機構であり、
前記回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）までのそれぞれの回転体の左端に複式スラスト転がり軸受A1、右端に複式スラスト転がり軸受A２が設けられ、円柱形の容器（７）を引き上げる時、前記軸受けA1と前記軸受けA２の摩擦低減効果により、軸受けを利用しない場合に比べて円柱形の容器（７）の引き上げに要する力が軽減され、第三貯水槽（５５）に貯水されている水を複数の第一水圧鉄管（５２）を経由して下方にある複数の第一水車に落下させて発電させた電気で充電されている蓄電池９A-1から９A-9とを備え、
所定の極数、所定の回転数で回転する回転体と連結されている発電機で構成され、前記回転体の極数、回転数はそれぞれ異なっているが発電機出力は同一である８機の回転体２０１（２０１）から２０８（２０８）を設け、回転体２０１（２０１）から２０８（２０８）のそれぞれはランク１からランク８に区分され、発生している電力需要の合計電気量（以下合計電気量と呼称）をスマートメーターによって常に把握し、合計電気量が変動した場合、変動した合計電気量が属するランクを把握し、ランク１から前記変動した合計電気量が属するランクまでの電力に、回転体２０１から前記変動した合計電気量の属するランクの回転体に設けてある発電機で生成される電気を即座に供給することを特徴とする発生している需要に必要な電力量だけを供給する発電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発生している需要に必要な電力量だけを供給する発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
DC電動モーターの回転を利用して発電を行う技術として、文献１の特許第４３６２５４５号がある。
文献１は、発生している需要を把握し、それに必要な量の発電機出力を計算し、DC電動モーターの回転速度と、発電装置の発電機の極数の変更で、発電機の出力量を調節して、需要と発電機の出力量を一致させて発生している需要に必要な電力量だけを供給する発明であるが、電気製品の使用スイッチが押され、発生している需要が増加し、ランク区分が一つ上がった場合、使用者に許可が出るまで待つようにと指示し、  現実に供給されている電力量（１１）と、電力量（１１）が前記ランク区分のどの位置にあるかを知るために、電力量（１１）を電力量表示器に入力し、電力量（１１）の位置するランク区分をコンピューターに入力し、  使用申し込み電気製品のＫＷ／ｈを計算し、新規需要（１２）としてコンピューターで計算した後、現実に供給されている電力量（１１）と、新規需要（１２）を合計したものを現実に発生する全需要量（１３）としてコンピューターで計算し、  全需要量（１３）が、前記ランク区分のどの位置にあるかを知るために、全需要量（１３）の位置するランク区分（１４）をコンピューターで計算し、  ランク区分（１４）が１ランク増加している場合、DC電動モーターの回転速度を落とし、現在の極数の２Mより大きい２（M＋１）の極数に変更して発電することをコンピューターに入力し、  ２（M＋１）の極数の発電機出力が、確実になされていることを発電機出力計測器で確認し、全需要量（１３）が位置するランク区分をコンピューターに入力した後、使用者に許可を出しているが、使用者の需要に即座に対応していないという欠点があった。
本考案で生成される電気は、回転体２０１から回転体２０８で生成され、前記回転体２０１から回転体２０７で生成される電気量は、第一水力発電装置の１機の発電機で生成される電気量と同一であり、回転体２０８は第一水力発電装置の２機の発電機で生成される電気量と同一に設定されている。
回転体２０１から回転体２０８はそれぞれ固有の回転数、固有の極数を有していて、前記回転体２０１から回転体２０８はそれぞれランク１からランク８に区分されている。
オフィスビル、マンション等で使用される合計電気量が変動した場合、変動した合計電気量が属するランクを把握し、ランク１から前記変動した合計電気量が属する
ランクまでの電力を、回転体２０１から前記変動した合計電気量が属するランクが所属する回転体に設けてある発電機で生成される電気を即座に供給するシステムであり、文献１の対応に比べて即座に対応可能な発電装置である点に相違点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３６２５４５号
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
そこでこの考案は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、オフィスビル、マンション等に設置可能なCO2を出さない発電装置であるとともに、使用者の需要に即座に対応し、必要な電力量だけを供給する発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第一水力発電装置で生成される電気で充電されている蓄電池９A-1から９A-９の中の１個と連結されているDC電動モーターが８機設けられ、前記DC電動モーターと接続されている発電機が８機設けられ、８機の発電機で構成される回転体２０１から回転体２０８のそれぞれをランク１からランク８に区分し、合計電気量が変動した場合、変動した合計電気量が属するランクを把握し、ランク１から前記変動した合計電気量が属するランクまでの電力を即座に供給することで課題を解決する。
【考案の効果】
【０００６】
電力を扱ううえで一番困難な課題は「備蓄の難しい電力を欲しい時に必要なだけ即座に供給する」ということである。
オフィスビル等の需要は日中と夜間で大幅に変化し、マンションにおいても各所帯別の使用電力量はそれぞれ相違し、合計電気量は常に変動している。
現在、需要の変化に即座に対応可能で、オフィスビル向け、或いはマンション向けに設置可能なCO2を出さない発電装置は存在しない。
本考案は、オフィスビル内に入居している各企業毎に、使用している電力量をスマートメーターで常に把握し、合計電気量を即座に供給し、マンションの所帯毎に、合計電気量をスマートメーターで常に把握し、合計電気量を即座に供給するこれまで無かった発電装置である。
本考案は、前記オフィスビル、マンション向け以外に、大学、アイススケート場、室内野球場、大型アリーナ等に設置可能な再生エネルギーであり、観光地の複数の旅館や商店街の複数の店舗、パチンコ店が設けてあるビルを対象としても効果は顕著であり、電炉会社、鍛造会社が多い地域、中小企業が多い地域、地方自治体の建物、電鉄会社の電源として設置しても操業コストが安くなり、再生エネルギーを拡大することで温暖化対策としての一助となる。  
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】は第一貯水槽（１）、注水管（４１）、第二貯水槽（２）、円柱形の容器（７）、鉄塊（４）、流出管（３）、第三貯水槽（５５）の設置場所の概念図。
【図２】は第一貯水槽（１）と第二貯水槽（２）の俯瞰図。
【図３】は  第一貯水槽（１）と第ニ貯水槽（２）に連結されている注水管（４１）、電動弁座Ａ（４２）、  第一貯水槽から  第二貯水槽へのみ流れる逆止弁２（４３）、吸出管（４４）、  第二貯水槽（２）の概念図。
【図４】は第三貯水槽（５５）と対面している位置にある第二貯水槽（２）の半円周縁に設けてある流出管（３）の概念図。
【図５】は鉄柱B1（11１）から鉄柱B６（11６）を順番に繋いでいる辺の俯瞰図。
【図６】は回転体A1（１２１）と回転体A６（１２６）の概念図。
【図７】は5相励磁のステッピングモーター型励磁回路の概念図。
【図８】は電動モーター（１０）の回転軸が延長されている回転軸に設けてある巻き取り機Ａ（４８）と巻き取り機Ｂ（４９）の概念図。
【図９】は第一水圧鉄管（５２）の上部にある第三貯水槽（５５）の下面と上面の間に設置されている4機の電動弁座D（５３）の俯瞰図。
【図１０】は頂上部が円環状になっている第三貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある円筒形の建造物（５４）の概念図。
【図１１】は、蓄電池とDC電動モーター、蓄電池とインバーターが接続されている概念図。
【図１２】は  ８角形の形状に、発電機が８機設けられている概念図。
【図１３】は、ランク区分の一覧表。
【考案を実施するための形態】
【０００８】
第一発電機と第二発電機は５０HZ、４極の同期発電機で、それぞれ９機設けてあり、第一貯水槽に蓄えてある水は上水道の水を利用するとし、第一貯水槽(1)から第三貯水槽（５５）までの各貯水槽には電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションが設けてあり、オフィスビルで発生する需要に即座に供給する例を、図１〜１３に基づいて説明する。
以下本発明に関する請求項以外の項目について述べる。
【０００９】
用語の説明
イ）、本考案では円柱形の容器（７）の直径の中心点を通る垂線に対して直交する線より奥の方向を「前」、手前の方向を「後」、直交する線より上方向を「上」、下方向を「下」、垂線の左方向を「左」、右方向を「右」と呼称する。
ロ）、ワイヤロープ、
本考案に設けられるワイヤロープは、６本のストランドがより合わされ、各層の素線を同じより角でよる交差よりでより合わせたワイヤロープが使用される。
前記ワイヤロープの交差よりでより合わせられるワイヤロープの本数は、円柱形の容器（７）を吊り下げても断裂しない引っ張り強度を有する本数に寄り合わせてある。
（以降ワイヤロープをロープと呼称する。）
ハ）、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製の円柱形の容器（７）。
炭素繊維強化プラスチック（CFRP）とは炭素繊維にプラスチックを含浸させた後、硬化させて成形した複合材である。
プラスチックは軽量という長所があるが、弾性率が低く構造材としては不向きであるが、炭素繊維を入れて補強することで、軽量かつ高強度な材料になる。
炭素繊維は、鉄に比べて４分の１の比重と10倍の比強度を持つため、金属の剛性や強度といった長所を保ちながら軽量化できるという特徴を持っている。
二、「５相励磁のステッピングモーター型励磁回路」について
「５相励磁のステッピングモーター型励磁回路」とは、１ステップ角＝０．７２°であり、回転軸が１周すると５００ステップ角進み、連続して回転するステップ角の数と、停止するステップ角の数は回転体に取り付けてある回転センサーで決められ、回転体の回転数の過不足に応じてその都度変更され、回転体の回転数を増やしたい時、回転するステップ角を連続して回転させ、回転数を減少させたい時、停止するステップ角を連続して停止させる。
連続したステップの作動は１ステップ角＝０．７２°の倍数で行われ、ステップ角を連続して回転させたり、停止させた後は１ステップ角毎に回転と停止を交互に繰り返す作動を交互に繰り返す。
本考案では励磁回路A, 励磁回路Bの励磁回路を使用している。
【００１０】
考案の電気について
本考案の最大の特徴は操業に必要な機能は電気で賄えることにある。
本考案の操業で必要とする電気は下記の通りである。
第一水力発電装置で使用される電気は、電動モーターを回転させるための電気と、本考案に設けてある全ての電動弁座を開閉する時に必要な電気と、励磁回路Aに使用する電気と、電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションを作動させるための電気と、真空生成装置に使用される電気等であるが、この電気は第二水力発電装置で生成される電気で充電されている蓄電池９B-1から９B-9の電気が使用される。
発生している電気の需要に供給するシステムに使用されるDC電動モーターと、
コンピューター、励磁回路B、回転センサーと連結されているインバーターに使用される電気第二水力発電装置で生成される電気で充電されている蓄電池で生成される電気で充電されている蓄電池９A-1から９A-9の電気が使用される。
上述した様に、本考案の操業で必要とする電気は第二水力発電装置と第一水力発電装置で生成される電気で充電されている蓄電池が駆動源となるので本考案の操業コストのうち、人件費以外のコストはゼロになる。
【００１１】
第一貯水槽について
【００１２】
第一貯水槽
図２は  第二貯水槽と  第一貯水槽の俯瞰図であるが、  第二貯水槽（２）の側面は  第一貯水槽を構成している水路に囲まれている。  
第一貯水槽（１）は周囲を地上２ｍの高さと深さ地下１３ｍの塀で囲まれた長方形で、前記水路は  第二貯水槽の周囲に巡らされており、この水路から前記  第二貯水槽（２）へ、注水管（４１）と電動弁座Ａ（４２）、  第一貯水槽（１）から  第二貯水槽（２）方向へのみ水を流す逆止弁２（４３）と、ラッパ状の形状の吸出管（４４）を経由して注水される。  
【００１３】
第一貯水槽（１）の水面は地下１ｍ、注水管（４１）は地下１１．１５ｍより地下１２．３９ｍにあり、ラッパ状の形状の吸出管（４４）は地下１１ｍより地下１２．５４ｍの位置で  第二貯水槽（２）へ接続され、  第二貯水槽（２）への注水は  第一貯水槽（１）との水圧の差で遅滞なく行われる。
第二貯水槽（２）内への注入量は電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションで観察される。
尚、第一水圧鉄管内を経由して第一フランシス水車に落下した後の水は水管Ｅ（６１）を経由して揚水ポンプで  第一貯水槽へ注水される。
【００１４】
ラッパ状の吸出管
注水管（４１）を通過した水は吸出管（４４）に入った時、図３に示す様にラッパ状の形状から急激に膨張しようとするため、水圧が急激に低下し、一種の低圧状態を形成し、これは後続の水にとって、吸引力として働き、落差と同じ事になることで注入速度が速まる。
【００１５】
注水管（４１）は外径１．２４ｍ、内径１．２ｍで、注水管（４１）内には電動弁座Ａ（４2）が設けられ、  第二貯水槽（２）と連結されている部分には出口が広がっているラッパ状の吸出管（４４）が設置され、前記吸出管（４４）が  第二貯水槽（２）と連結されている部分は外径１．５４ｍ、内径１．５ｍであり、電動弁座Ａ（４2）とラッパ状の吸出管（４４）の間には  第一貯水槽（１）から  第二貯水槽（２）方向へのみ水を流す逆止弁２（４３）が設置されている。
【００１６】
第二貯水槽について
【００１７】
第二貯水槽への注水について
第二貯水槽は地下１７．７４ｍから地上５３ｍにあり、揚水が始まる直前、第二貯水槽の底面Ｂから３．７４ｍ上までの位置は３５７２トンの水が収納可能な空間になっていて、第二貯水槽の底面Ｂから０．８９ｍ上までの位置には８５０トンの残水が収納されていて、揚水される水量は２７２２トンである。
【００１８】
円柱形の容器（７）について
【００１９】
第二貯水槽（２）内の水を揚水するために、第二貯水槽（２）の内部を上下に移動する炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製の円柱形の容器（７）が設営され、図１に示す様に、円柱形の容器（７）の内部には、鉄塊（４）が接着されている。
【００２０】
円柱形の容器（７）は炭素繊維強化プラスチック製で垂直方向の長さ７２ｍ、外径は３４．７ｍ、内径は３４．６５ｍであり、上部は解放され、揚水を始める直前の電動モーターが停止している時、円柱形の容器（７）の底部は第二貯水槽（２）の底面である鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置にある。
第二貯水槽（２）内の水は底面である鉄床B（９）より０．８９ｍ上の位置にあり、深さ０．８９ｍから３．７４ｍまでの空間には第一貯水槽（１）の２７２２トンの水が注入される空間になっている。
２７２２トンの水が第二貯水槽（２）内に注入された時の第二貯水槽（２）の水位は、鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置にある。
電動モーターを時計回りに回転させて円柱形の容器（７）を３・６４ｍ引き下げると、円柱形の容器（７）の底部は第二貯水槽（２）の底面である鉄床B（９）より０．１ｍ上の位置にあり、第二貯水槽（２）内にあった水の２７２２トンは「アルキメデスの原理」により第三貯水槽（５５）へ揚水され、第二貯水槽（２）の底面より０．１ｍ上までと第二貯水槽（２）の内径と円柱形の容器（７）の外径の間に８５０トンの水が収納される。
電動モーターを反時計回りに回転させて円柱形の容器（７）を３．６４ｍ引き上げて電動モーターが停止されると円柱形の容器（７）は鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置に戻る。
【００２１】
第三貯水槽について
【００２２】
図１０は頂上部が円環状になっている第三貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある円筒形の建造物（５４）の概念図である。
図１０において、頂上部が円環状になっていて膨大な水を蓄えている第三貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある同心円状の円筒形の建造物（５４）が設けられている。
【００２３】
円筒形の建造物（５４）の外径は６０ｍ、内径５０ｍ、厚さ５ｍの同心円状の円筒形で高さは35ｍであり、その上に円環状の第三貯水槽（５５）が設けてある。
第三貯水槽（５５）の高さは、地上３５ｍから５２．５ｍの位置にあり、外径は７４ｍ、内径７２ｍ、垂直方向の壁は厚さ１ｍ、底部は厚さ２ｍになっていて、広さは、深さ１５．５ｍの貯水槽で、水は３７ｍから５１．５ｍまでの深さ１４．５ｍに貯えられていて、第三貯水槽（５５）の貯水量は  ３．１４×７２×７２×１４．５×１／４＝５９００６．88≒５９０００トンである。
【００２４】
電動弁座Dについて
【００２５】
外径９０ｃｍ、内径８７ｃｍの第一水圧鉄管（５２）が連結されている第三貯水槽（５５）の下面の部分と、前記下面と対面している上面の間には外径４２ｃｍ、内径４０ｃｍの電動弁座D（５３）が4機設置されている。
図９は、第三貯水槽（５５）の下面の部分と上面の間に設置されている4機の電動弁座D（５３）の俯瞰図であるが、第三貯水槽（５５）内の５９０００トンの水圧を持つ水は第一水圧鉄管（５２）の内径一杯に設けてある４か所の電動弁座Dから第一水圧鉄管の断面積全体に注入され、第一フランシス水車の中心部の流量を増やす効果がある。
【００２６】
第一水力発電装置について
【００２７】
前記円筒形の建造物（５４）の外径の１ｍ外側に第一水圧鉄管（５２）が９本設営されており、第一水圧鉄管（５２）の直下には中心の高さが５ｍの第一フランシス水車が９機あり、第一水圧鉄管（５２）は高さ３５ｍから３０ｍ下の第一水車に連結されている。
【００２８】
第二水力発電装置について
【００２９】
第三貯水槽（５５）に設けてある電動弁座D（５３）の間に設けてある９機の電動弁座Eと、第一水圧鉄管の間に設けてある外径０．５ｍ、内径０．４７ｍの９機の第二水圧鉄管と、前記９機の第二水圧鉄管の３０ｍ下に設けてある９機のクロスフロー第二水車と、９機の第二水車と連結されている９機の第二発電機で構成される第二水力発電装置が設けてあり、９機の第二発電機で生成した電気で充電されている蓄電池が設けてある。
【００３０】
励磁回路について
【００３１】
本考案には励磁回路Aが前記６個の回転体のそれぞれの長手方向の径の真ん中の位置に設けてある。
６個の回転体のそれぞれに設けてある励磁回路Aは、同一の仕様であり、回転の開始、停止、回転数全て同一なので、回転体A1（１２１）に設けてある励磁回路Aについて述べ、それ以外の磁回路については省略する。
【００３２】
図７に示す様に、励磁回路Aは回転体A1（１２１）の長手方向の径の真ん中の位置に設けてあり、同心円状環Ａ（２６ ）内に、鉄心に電線が巻かれた電磁石Ａ（２７）を設けたステーターＡ（２８）と、前記電磁石Ａ（２７）に対向していると共に、軸の周りに軸方向に同心状に磁化された磁石Ｂ（３０）が設けてあるローターＡ（２９）、及び、プログラマブルコントローラＡ（３１、図示せず）、コ ントローラＡ（３２、図示せず）及び電磁石Ａ（２７）と接続してあるドライバＡ（３３、 図示せず）で構成されている。
前記コントローラＡ（３２）に電流が流され、ドライバＡ（３３）へパルス信号が与えられ、ドライバＡ（３３）が電磁石Ａ（２７）の電流切り替えを行うと、電磁石 Ａ（２７）の磁極の切り替えが行われ、回転体A１（１２１）に取り付けてある回転センサーが回転体A１の回転の過不足をキャッチし、連続して回転させるステップ角の回数、或いは連続して停止させるステップ角の回数を計算するコンピューターからの指令でパルス信号がドライバＡ（３３）へ与えられ、回転させるステップ角を連続して回転させたり、停止させるステップ角を連続して停止させて回転体A１の所定の回転数は維持される。
例えば２ステップ角連続して回転させて回転体A１の回転が所定の回転数に戻ったら、１ステップ角停止し、本来の１ステップ角毎の回転、停止を繰り返す作動に戻る。
回転数のブレは１ステップ角＝０．７２°の範囲内で修正されるので修正に要する時間が１ステップ角全部であったとしても、最大限１／５００回以内で修正され、このブレは累積せず回転数は１５００回／ｒｐｍに維持される。
【００３３】
以下に円柱形の容器（７）の重量と、鉄塊の重量と、ロープの重量を合計した重量を述べる。
【００３４】
引き上げるべき円柱形の容器（７）は地上５８ｍ、地下１４ｍで、垂直方向の長さ７２ｍ、外径は３４．７ｍ、内径は３４．６５ｍ、厚み０．０５ｍ、比重１．６５で、上部は解放されており、円柱形の容器（７）の底面に接着してある鉄塊は比重７．２で、直径5ｍ、厚み１ｍである。
【００３５】
円柱形の容器（７）の重量は（（３．１４（３４．７×３４．７−３４．６５）×３４．６５）×７２×１／４＋３．１４×（３４．７×３４．７）×１／４）×０．０５））×１．６５＝３．１４×１．６５×１／４（３．４７×７２＋１２０４．０９×００５）＝３３１．６３５トン≒３３１．６４トンである。
鉄塊の重量は３．１４×７．２×１／４（５×５）×１＝１４１．３トンであり、円柱形の容器（７）の重量と鉄塊の重量の合計は472．９４トンである。
ロープの重量を7.０６トンと見なすと引き上げるべき重量は４８0トンとなる。
【００３６】
本考案の軸受けについて述べ、その後、円柱形の容器（７）の引き下げ、引き上げの方法について述べる。
【００３７】
転がり軸受について
【００３８】
回転体の回転軸に掛かる摩擦抵抗を低減させるためにアキシアル加重（軸方向の力を双方から受ける）に対応する複式スラスト転がり軸受A1（５０）として、複式スラスト円筒ころ軸受けＡ−１、複式スラスト円すいころ軸受けＡ−１、スラスト針状ころ軸受けＡ−１、スラスト自動調心ころ軸受けＡ−１等が設けられ、複式スラスト転がり軸受A２（５１）として複式スラスト円筒ころ軸受けＡ−２、複式スラスト円すいころ軸受けＡ−２、スラスト針状ころ軸受けＡ−２、スラスト自動調心ころ軸受けＡ−２等が設けられる。
【００３９】
円柱形の容器（７）の引き下げ、引き上げの方法について
【００４０】
円柱形の容器（７）の外径の垂直方向の上面上に角度６０度づつ離れて、フック１、フック２、フック３、、、フック６の順に反時計回りにフックが６個設けてあるとともに電動モーターが１機設けられ、前記電動モーターの回転軸が延長された軸Ｌ３が設けてあり、軸Ｌ３には地点Ａと、地点Bが設けられ、地点Ａには巻き取り機Ａ（４８）が設置され、地点Bには巻き取り機Ｂ（４９）が設置されている。
６個の回転体のそれぞれは励磁回路Aで回転数が制御されて回転開始、停止、回転数は同一であり、同一の作動をする。
【００４１】
図５は前記鉄柱A１（１０１）と鉄柱A２（１０２）とを繋いでいる鉄柱B1（11１）と、鉄柱A２（１０２）と鉄柱A３（１０３）とを繋いでいる鉄柱B２（1１２）と、鉄柱A３（１０３）と鉄柱A４（１０４）とを繋いでいる鉄柱B３（1１３）と、鉄柱A４（１０４）と鉄柱A５（１０５）とを繋いでいる鉄柱B４（11４）と、鉄柱A５（１０５）と鉄柱A６（１０６）とを繋いでいる鉄柱B５（11５）と、鉄柱A６（１０６）と鉄柱A１（１０１）とを繋いでいる鉄柱B６（11６）とで構成された六角形の辺の俯瞰図であるが、鉄柱B1（11１）から鉄柱B６（11６）それぞれの上方に回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）が設けてある。
前記回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）それぞれに励磁回路Aが設けてあり、励磁回路Aで回転数が制御されて回転開始、停止、回転数は同一であり、同一の作動をする。
図６は回転体A1（１２１）と回転体A６（１２６）の概念図であるが、垂直方向に伸ばされている鉄柱A２（１０２）と対面している前記回転体Ａ１（１２１）の垂直方向の切断面の「右」の所定の位置と向き合っているハウジングＡ１（４５）の位置に保持帯Ａ（２３）が設けてあり、保持帯Ａ（２３）には複式スラスト転がり軸受A1（５０）の外輪が接続され、内輪は回転体Ａ１（１２１）に嵌合してあり、前記ハウジングＡ１（４５）の「右」の所定の位置にハウジングB１（４６）が設けられ、ハウジングB１（４６）の位置にある保持帯Ｂ（２４）には複式スラスト転がり軸受A2（５１）の外輪が接続され、内輪は回転体Ａ１（１２１）に嵌合してあり、回転体Ａ１（１２１）の長手方向の径の真ん中の位置に励磁回路Aが設営されている。
【００４２】
図８は電動モーター（１０）の回転軸が延長されている回転軸に設けてある巻き取り機Ａ（４８）と巻き取り機Ｂ（４９）の概念図である。
図６に示す様に垂直方向に伸ばされている鉄柱A1（101）と対面している位置から左下方向に伸ばされている回転体Ａ１（１２１）上に右斜め上方向に伸ばされている凹型の溝A（１３０）が設けられ、鉄柱A1（101）と対面している位置から右下方向に伸ばされている回転体Ａ６（１２６）上に左斜め上に伸ばされている凹型の溝B（１３１）が設けてあり、凹型の溝A（１３０）の下方に巻き取り機Ａ（４８）、凹型の溝B（１３１）の下方に巻き取り機Ｂ（４９）が設置されている。
円柱形の容器（７）を下降させる時、前記フック６にロープの一端を掛け、他端を上に伸ばして回転体Ａ６（１２６）にある凹型の溝B（１３１）を経由して地点Bにある巻き取り機B（４９）に時計周りに結わえ、電動モーターを時計周りに回転させると、巻き取り機B（４９）でロープが時計周りに巻き取られ、反時計周りに巻き取られていた巻き取り機A（４８）のロープが解放され、円柱形の容器（７）を上昇させる時、電動モーターを反時計周りに回転させると、時計周りに巻き取られていた巻き取り機B（４９）のロープが解放され、巻き取り機A（４８）でロープが反時計周りに巻き取られる。
円柱形の容器（７）を下降させる時、円柱形の容器（７）は合計重量４８０トンの重量と、巻き取り機B（４９）がロープを時計周りに巻き取る力で下降するが４８０トンの重量には円柱形の容器（７）を下降させる力があるので、巻き取り機B（４９）がロープを巻き取る力は少なくて済み、下降する速度は反時計周りに巻き取られていた巻き取り機A（４８）のロープが解放される速度に左右される。
巻き取り機Ｂ（４９）の半径は３．３２ｃｍに設定してあり、回転ロスを４％として、巻き取り機Ｂ（４９）に巻かれているロープは１秒で３．３２ｃｍ×３．１４×０．９６×２＝２０．０１５ｃｍ≒２０ｃｍ解放される。
【００４３】
円柱形の容器（７）の引き下げについて
円柱形の容器（７）を下降させる時、円柱形の容器（７）は主として４８０トンの合計重量で下降し、電動モーターが時計周りに６０回／ｒｐｍで回転する力で後押しされて下降し、巻き取り機A（４８）の反時計周りに巻き取られていたロープが時計周りに解放される速度で下降する。
その下降速度は、円柱形の容器（７）を３０秒で６ｍ下降させる速度である。
【００４４】
摩擦トルクについて
【００４５】
摩擦トルクは加重に依存する摩擦トルクと加重に無関係な摩擦トルクの合計で表される。
加重に無関係な摩擦トルクは、回転速度が低く、加重が高い領域で発生する。
この領域では十分な厚さの潤滑膜が接触面にまだ形成されていないからである。
電動モーターの回転数が増えるのに伴って回転速度が高くなるので加重に無関係な摩擦トルクは消滅し、摩擦トルクは加重に依存する摩擦トルクのみになる。
加重に依存する摩擦トルクは  計算式  Ｍ＝u・Ｐ・ｄ／２で表される。
ここでＭ＝軸受けの全摩擦トルク、u＝摩擦係数、P=軸受けに加わる等価加重、ｄ＝軸受けの内径である。
複式スラスト円筒ころ軸受けの摩擦係数は０．００４、スラスト針状ころ軸受の摩擦係数は０．００５なので、本考案に設置される転がり軸受けの摩擦係数を全て０．００５と見なし、加重に依存する摩擦トルクを摩擦係数の４倍と見なすと摩擦トルクは０．００５倍×４＝０．０２倍となる。
引き上げるべき重量の４８０トンは軸受けの摩擦軽減効果によって４８０トン×０．０２倍＝９．６トンとなり、９．６トンを引き上げることとなる。
【００４６】
円柱形の容器（７）の引き上げについて
第二貯水槽の揚水が終わると、電動モーターのこれまでの結線Ｕ相→V相→W相の電流の流れを、Ｕ相→W相→V相に切り替えて電動モーターの回転方向を反対方向に切り替える。
【００４７】
図６に示す様に複式スラスト転がり軸受A1（５０）がハウジングＡ１（４５）にある保持帯Ａ（２３）と接続され、複式スラスト転がり軸受A2（５１）がハウジングB１（４６）にある保持帯Ｂ（２４）と接続され、励磁回路Aは、６個の回転体それぞれの回転を１５００回／ｒｐｍの速度に制御する。
６個の回転体は励磁回路Aで回転が制御された回転数で回転しているのに加えて、複式スラスト転がり軸受A1（５０）とA２（５１）が設けてあるので、６個の回転体は低トルク性を得て所定の発電量を発生させるのに要するトルクを確保する。
円柱形の容器（７）を上昇させる時、電動モーターが反時計周りに６０回／ｒｐｍで回転し、巻き取り機A（４8）で反時計周りに巻き取られ、３０秒で６ｍ上昇し、上昇は終了する。
【００４８】
第二発電機で生成される電気について  
【００４９】
第三貯水槽（５５）に設けてある電動弁座D（５３）の間に設けてある９機の電動弁座Eと、第一水圧鉄管の間に設けてある外径０．５ｍ、内径０．４７ｍの９機の第二水圧鉄管と、前記９機の第二水圧鉄管の３０ｍ下に設けてある９機のクロスフロー第二水車と、９機の第二水車と連結されている９機の第二発電機で構成される第二水力発電装置が設けてあり、９機の第二発電機で生成した電気で充電されている蓄電池の直流を交流に変換し、変換された電力は第一水力発電装置で電気を使用する場所に供給される。
【００５０】
発電量について
【００５１】
以下に本考案で生成出来る発電量を説明する。
最初に第一水力発電装置による発電量を説明し、その後に第二水力発電装置による発電量を説明する。
第一水力発電装置、第二水力発電装置は、それぞれの水圧鉄管の内径が異なることと、第二水圧鉄管の中心部の断面積全体に落下する水の範囲が第一水圧鉄管の３３％から２７％に変更されること以外、第二水力発電装置は、第一水力発電装置と相違点は無く、水の落下速度、総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％と同一なので、第二水力発電装置の発電量は第二水圧鉄管の中心部の断面積全体に落下する範囲を２７％と変更して計算する。
第一水圧鉄管は外径９１ｃｍ、内径８７ｃｍで、第三貯水槽（５５）の底部には９本の第一水圧鉄管が連結され、それぞれの第一水圧鉄管の外径の間隔は２２ｍ離れた位置に設けてあり、第一水圧鉄管の直下に第一フランシス水車が９機設けられ、９機の第１発電機に連結されている。
９本の第一水圧鉄管、９機の第一フランシス水車、９機の第１発電機は全く同じ装置で同じ発電量が生成されるので、１機での発電量を説明する。
【００５２】
第一水圧鉄管内の水の落下速度について
第一水圧鉄管の最上部の地上３５ｍの速度をｖ＝１とし、地上５ｍにある第一フランシス水車の中心部の速度をｖとして、ｖを計算する。
地上３５ｍの最上部の圧力と地上５ｍにある第一フランシス水車の中心部の圧力は等しく、最上部の流速ｖ＝１は０としてよいので、ベルヌ―イの定理より、最上部と地上５ｍの位置の間に  H＋ｐ＝１/２ｐｖ2＋pが成立し、ｖは、v＝２ｇH  の平方根で求められる。
ここで、ｐ＝圧力、g＝重力、H＝落差である。
H=３０、ｇ＝９．８０６≒９．８１として計算すると  ２ｇH＝２×９．８１×３０＝５８８．６で、この平方根は２４．２６１≒２４．２６ｍ/ｓで、ｖは２４．２６ｍ/ｓとなる。
【００５３】
第一フランシス水車の中心部の流量は断面積×流速で表され、第一フランシス水車の中心部の流量は、30m上方の位置にある第三貯水槽（５５）の底部に設けてある４機の電動弁座Ｄから第一水圧鉄管の断面積全体に広まって注水されるため、第一フランシス水車の中心部の断面積の広い範囲に落下する。
第一フランシス水車の中心部の流量を第一フランシス水車の中心部の断面積の３３％とみなすと、その流量は  ２４．２６×０．８７×０．８７×３．１４×０．３３×１/４＝
１４．４１４ｍ3≒１４．４１ｍ３である。
発電機出力は  発電出力＝理論水力×水車効率×発電機効率で求められ、理論水力は有効落差と流量の積で求められる。
一般にフランシス水車の水車効率は９０％、発電機効率は９８％であるとされている。
【００５４】
第一水圧鉄管上部から第一フランシス水車の中心部までの総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％として  １台当たりの発電出力を計算すると、発電出力＝９．８１×２７×１４．４１×０．９×０．９８＝３３１６．３９７KW  約3300KWであり、９台では3300KW×９＝29700≒２９０００KWである。
【００５５】
第二発電機による発電量を以下に述べる。
【００５６】
クロスフロー第二水車の中心部の流量を、クロスフロー第二水車の中心部の断面積の２７％とみなすと、その流量は  ２４．２６×０．４７×０．４７×３．１４×０．２７×１/４＝４．２０６ｍ3≒４．２１ｍ3である。
【００５７】
第二水圧鉄管上部からクロスフロー第二水車の中心部までの総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％として  １機当たりの発電出力を計算すると、発電出力＝９．８１×２７×４．２１×０．９×０．９８＝９８３．５２KW  約９００KWであり、９機では９００KW×９＝810０KW≒８０００KWである。
【００５８】
以下に発生している電気の需要の即座に供給するシステムについて説明する。
【００５９】
（DC電動モーター、及び蓄電池の説明）
【００６０】
図１１に示す様に蓄電池が２個設けられ、１個はDC電動モーターに連結され、他の１個はインバーターに接続される  。
インバーターは、コンピューター、励磁回路B、回転センサー等の電源となる。
DC電動モーターが、蓄電池と接続され、DC電動モーターの回転軸が延伸された回転軸１には、回転軸１の回転数を一定にするための励磁回路Bと、励磁回路Bの「下方」には、同期発電機が設置されている。
本事例では、回転軸１の励磁回路Bから同期発電機方向を「下方」と呼称している。
【００６１】
（励磁回路Bの運転状況の説明）
DC電動モーターの回転力を駆動源とする回転軸１は、励磁回路Bの回転より５％早い回転数の１、５７５回転／分近傍で回転し始めるが、電磁石Ａ（２７）の磁極が切り替えられると、磁石Ｂ（３０）は１ステップ角毎に電磁石Ａ（２７）の磁極に反応するので、回転軸１は回転数を減じ、励磁回路Bと同じ回転数の１、５００回転／分で回転する。
回転軸１の回転数と励磁回路Bの回転数の１ステップ角同士の差異は殆どの場合微差であり、その差異は１ステップ角で調整され、回転数の誤差は累積しない。
【００６２】
（発電機の構成、及び運転状況の説明）
発電機は、回転軸１上の励磁回路Bの「下方」に設けられ、回転軸１の回転数は、発電機の同期回転数の１、５００回転／分になり、予め設定済みの磁極に対応した回転数での回転が可能になり、同期発電機で電気を生成する。
【００６３】
（N角形の各一辺に発電機を設ける説明）
図１２はNを８とした８角形の各一辺に発電機が８個設けられている概念図であり、各々の発電機は独立した発電装置で、電源は蓄電池である。
【００６４】
（合計電力量だけを供給するシステムの説明）
合計電気量をスマートメーターによって把握し、所定の極数、所定の回転数で回転する回転体と連結されている発電機で構成されている回転体を８機設け、前記８期の回転体の発電機出力は同一であるが、極数、回転数はそれぞれ異なっている。
Mを整数として、M=１の時、合計電気量が、極数２M＝２×１＝２の時の発電機出力より小さい場合、ランク区分１とし、  M=１の時、極数２M＝２×１＝２の時の発電機出力と同じか或いは大きく、極数２（M＋１）＝２（１＋１）＝４の時の発電機出力より小さい場合、ランク区分２とし、以降Mが１増加する毎にランク区分の数字は１増え、  前記スマートメーターで、合計電気量が所属するランク区分は常時把握され、ランク区分が１ランク増加する場合、電動モーターの回転速度を落とし、極数２Mより大きい２（M＋１）の極数に変更し、ランク区分が１ランク減少する場合、電動モーターの回転速度を増やし、極数２（M＋１）より小さい２Mの極数に変更し発電される。
【００６５】
（ランク区分４からランク区分５へ合計電気量が増加した場合の説明）
図１３はランク区分の一覧表であるが、図１３示すランク区分４の合計電気量が増え続けて、第一水力発電装置の１機の発電機で生成される電気量の９５％に達したら、ランク区分５のテスト運転を行い、回転体２０５（２０５）が正常に作動することを確認し、合計電気量がランク区分５に達したら、回転数５００／ＲＰＭ、極数１２の回転体２０５（２０５）の発電機で生成される電気が供給される。
回転体２０５（２０５）の長手方向の径の真ん中には励磁回路Bが設置されているので回転数は５００／ＲＰＭで回転し、ランク区分４からランク区分５への移行はスムーズに行われる。
【００６６】
（ランク区分５からランク区分４へ合計電気量が減少した場合の説明）
ランク区分５の合計電気量が減り続けて、第一水力発電装置の１機の発電機で生成される電気量の５％に達したら、ランク区分４のテスト運転を行い、回転体２０４（２０４）が正常に作動することを確認し、合計電気量がランク区分４に達したら、回転数６００／ＲＰＭ、極数１０の回転体２０４（２０４）の発電機で生成される電気が供給される。
回転体２０４（２０４）の長手方向の径の真ん中には励磁回路Bが設置されているので回転数は６００／ＲＰＭで回転し、ランク区分５からランク区分４の移行はスムーズに行われる。
ランク区分５からランク区分４の移行が完了したら、回転体２０５（２０５）のテスト運転を行い、回転体２０５（２０５）が正常に作動することを確認する。
【００６７】
〔実施形態の効果〕
都市部の再生エネルギーの更なる普及を図る場合、オフィスビル、マンション等に再生エネルギーを供給するシステムが必要になる。
複数の会社が入居しているオフィスビルの場合、電力需要は会社によって異なり、オフィスビル全体の合計電力量は常に変動しているので従来の再生エネルギーで即座に供給するのは困難である。
合計電気量をスマートメーターによって常に把握し、所定の極数、所定の回転数で回転する回転体と連結されている発電機で構成され、前記回転体の極数、回転数はそれぞれ異なっているが発電機出力は同一である回転体を８機設け、回転体２０１から回転体２０８のそれぞれはランク１からランク８に区分され、合計電気量が変動した場合、変動した合計電気量が属するランクを把握し、ランク１から前記変動した合計電気量が属するランクまでの電力を即座に供給することでオフィスビルで発生する需要に対して即座に対応することが可能になる。
オフィスビルに入居している企業毎の合計電力量を即座に供給可能なCO2が発生しない発電装置を利用することで、都市部の再生エネルギーの普及の切り札になる効果がある。
【００６８】
（他の実施形態）
本事例では、発生している需要に必要な電力量だけを供給する温暖化防止のための発電装置として、オフィスビルに設置する場合を説明したが、一般的な分散型電源としても当然使用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１＝第一貯水槽 
２＝内部に水を蓄えている円筒形の第二貯水槽 
３＝流出管
4＝鉄隗
７＝円柱形の容器（７）
９＝鉄床Ｂ 
１０＝電動モーター
２３＝保持帯Ａ
２４＝保持帯B
２６＝回転体A２（２）の回転軸が延期された軸の長手方向の径の真ん中の位置に設けてある同心円状環Ａ
２７＝電磁石Ａ
２８＝ステーターＡ
２９＝ローターＡ
３０＝軸の周りに軸方向に同心状に磁化された磁石Ｂ
３２＝コ ントローラＡ
３３＝ドライバＡ
４１＝注水管
４２＝電動弁座A
４３＝逆止弁２
４４＝吸出管
４５＝ハウジングＡ１
４６＝ハウジングＢ１
４８＝巻き取り機A
４９＝巻き取り機B
５０＝転がり軸受A１
５１＝転がり軸受A２
５２＝第一水圧鉄管
５３＝４機の電動弁座D
５４＝円筒形の建造物 
５５＝第３貯水槽
６１＝第一水圧鉄管を落下した水を第一貯水槽（１）へ送水する排水管Ｅ  
１０１＝鉄柱A1        
１０２＝鉄柱A２
１０３＝鉄柱A３          
１０４＝鉄柱A４
１０５＝鉄柱A５        
１０６＝鉄柱A６
１１１＝鉄柱B１        
１１２＝鉄柱B２
１１３＝鉄柱B３        
１１４＝鉄柱B４
１１５＝鉄柱B５      
１１６＝鉄柱B６
１２１＝回転体A1      
１２６＝回転体A６
１３０＝凹型の溝A
１３１＝凹型の溝B
２０１＝回転体２０１
２０４＝回転体２０４
２０５＝回転体２０５
２０６＝回転体２０６
２０７＝回転体２０７
２０８＝回転体２０８
【図１】
0003225071.tif 000003
【図２】
0003225071.tif 000004
【図３】
0003225071.tif 000005
【図４】
0003225071.tif 000006
【図５】
0003225071.tif 000007
【図６】
0003225071.tif 000008
【図７】
0003225071.tif 000009
【図８】
0003225071.tif 000010
【図９】
0003225071.tif 000011
【図１０】
0003225071.tif 000012
【図１１】
0003225071.tif 000013
【図１２】
0003225071.tif 000014
【図１３】
0003225071.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月27日(2019.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発生している需要に必要な電力量だけを供給する発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
DC電動モーターの回転を利用して発電を行う技術として、文献１の特許第４３６２５４５号がある。
文献１は、発生している需要を把握し、それに必要な量の発電機出力を計算し、DC電動モーターの回転速度と、発電装置の発電機の極数の変更で、発電機の出力量を調節して、需要と発電機の出力量を一致させて発生している需要に必要な電力量だけを供給する発明であるが、電気製品の使用スイッチが押され、発生している需要が増加し、ランク区分が一つ上がった場合、使用者に許可が出るまで待つようにと指示し、  現実に供給されている電力量（１１）と、電力量（１１）が前記ランク区分のどの位置にあるかを知るために、電力量（１１）を電力量表示器に入力し、電力量（１１）の位置するランク区分をコンピューターに入力し、  使用申し込み電気製品のＫＷ／ｈを計算し、新規需要（１２）としてコンピューターで計算した後、現実に供給されている電力量（１１）と、新規需要（１２）を合計したものを現実に発生する全需要量（１３）としてコンピューターで計算し、  全需要量（１３）が、前記ランク区分のどの位置にあるかを知るために、全需要量（１３）の位置するランク区分（１４）をコンピューターで計算し、  ランク区分（１４）が１ランク増加している場合、DC電動モーターの回転速度を落とし、現在の極数の２Mより大きい２（M＋１）の極数に変更して発電することをコンピューターに入力し、  ２（M＋１）の極数の発電機出力が、確実になされていることを発電機出力計測器で確認し、全需要量（１３）が位置するランク区分をコンピューターに入力した後、使用者に許可を出しているが、使用者の需要に即座に対応していないという欠点があった。
本考案で生成される電気は、回転体２０１から回転体２０８で生成され、前記回転体２０１から回転体２０７で生成される電気量は、第一水力発電装置の１機の発電機で生成される電気量と同一であり、回転体２０８は第一水力発電装置の２機の発電機で生成される電気量と同一に設定されている。
回転体２０１から回転体２０８はそれぞれ固有の回転数、固有の極数を有していて、前記回転体２０１から回転体２０８はそれぞれランク１からランク８に区分されている。
オフィスビル、マンション等で使用される合計電気量が変動した場合、変動した合計電気量が属するランクを把握し、ランク１から前記変動した合計電気量が属するランクまでの電力を、回転体２０１から前記変動した合計電気量が属するランクが所属する回転体に設けてある発電機で生成される電気を即座に供給するシステムであり、文献１の対応に比べて即座に対応可能な発電装置である点に相違点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３６２５４５号
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
そこでこの考案は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、オフィスビル、マンション等に設置可能なCO2を出さない発電装置であるとともに、使用者の需要に即座に対応し、必要な電力量だけを供給する発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第一水力発電装置で生成される電気で充電されている蓄電池９A-1から９A-９の中の１個と連結されているDC電動モーターが８機設けられ、前記DC電動モーターと接続されている発電機が８機設けられ、８機の発電機で構成される回転体２０１から回転体２０８のそれぞれをランク１からランク８に区分し、合計電気量が変動した場合、変動した合計電気量が属するランクを把握し、ランク１から前記変動した合計電気量が属するランクまでの電力を即座に供給することで課題を解決する。
【考案の効果】
【０００６】
電力を扱ううえで一番困難な課題は「備蓄の難しい電力を欲しい時に必要なだけ即座に供給する」ということである。
オフィスビル等の需要は日中と夜間で大幅に変化し、マンションにおいても各所帯別の使用電力量はそれぞれ相違し、合計電気量は常に変動している。
現在、需要の変化に即座に対応可能で、オフィスビル向け、或いはマンション向けに設置可能なCO2を出さない発電装置は存在しない。
本考案は、オフィスビル内に入居している各企業毎に、使用している電力量をスマートメーターで常に把握し、合計電気量を即座に供給し、マンションの所帯毎に、合計電気量をスマートメーターで常に把握し、合計電気量を即座に供給するこれまで無かった発電装置である。
本考案は、前記オフィスビル、マンション向け以外に、大学、アイススケート場、室内野球場、大型アリーナ等に設置可能な再生エネルギーであり、観光地の複数の旅館や商店街の複数の店舗、パチンコ店が設けてあるビルを対象としても効果は顕著であり、電炉会社、鍛造会社が多い地域、中小企業が多い地域、地方自治体の建物、電鉄会社の電源として設置しても操業コストが安くなり、再生エネルギーを拡大することで温暖化対策としての一助となる。  
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】は第一貯水槽（１）、注水管（４１）、第二貯水槽（２）、円柱形の容器（７）、鉄塊（４）、流出管（３）、第三貯水槽（５５）の設置場所の概念図。
【図２】は第一貯水槽（１）と第二貯水槽（２）の俯瞰図。
【図３】は  第一貯水槽（１）と第ニ貯水槽（２）に連結されている注水管（４１）  、電動弁座Ａ（４２）、  第一貯水槽から  第二貯水槽へのみ流れる逆止弁２（４３）、吸出管（４４）、  第二貯水槽（２）の概念図。
【図４】は第三貯水槽（５５）と対面している位置にある第二貯水槽（２）の半円周    縁に設けてある流出管（３）の概念図。
【図５】は鉄柱B1（11１）から鉄柱B６（11６）を順番に繋いでいる辺の俯瞰図。
【図６】は回転体A1（１２１）と回転体A６（１２６）の概念図。
【図７】は5相励磁のステッピングモーター型励磁回路の概念図。
【図８】は電動モーター（１０）の回転軸が延長されている回転軸に設けてある巻き    取り機Ａ（４８）と巻き取り機Ｂ（４９）の概念図。
【図９】は第一水圧鉄管（５２）の上部にある第三貯水槽（５５）の下面と上面の間    に設置されている4機の電動弁座D（５３）の俯瞰図。
【図１０】は頂上部が円環状になっている第三貯水槽（５５）を支持するのに充分な    強度のある円筒形の建造物（５４）の概念図。
【図１１】は、蓄電池とDC電動モーター、蓄電池とインバーターが接続されている概    念図。
【図１２】は  ８角形の形状に、発電機が８機設けられている概念図。
【図１３】は、ランク区分の一覧表。
【考案を実施するための形態】
【０００８】
第一発電機と第二発電機は５０HZ、４極の同期発電機で、それぞれ９機設けてあり、第一貯水槽に蓄えてある水は上水道の水を利用するとし、第一貯水槽(1)から第三貯水槽（５５）までの各貯水槽には電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションが設けてあり、オフィスビルで発生する需要に即座に供給する例を、図１〜１３に基づいて説明する。
以下本発明に関する請求項以外の項目について述べる。
【０００９】
用語の説明
イ）、本考案では円柱形の容器（７）の直径の中心点を通る垂線に対して直交する線より奥の方向を「前」、手前の方向を「後」、直交する線より上方向を「上」、下方向を「下」、垂線の左方向を「左」、右方向を「右」と呼称する。
ロ）、ワイヤロープ、本考案に設けられるワイヤロープは、６本のストランドがより合わされ、各層の素線を同じより角でよる交差よりでより合わせたワイヤロープが使用される。
前記ワイヤロープの交差よりでより合わせられるワイヤロープの本数は、円柱形の容器（７）を吊り下げても断裂しない引っ張り強度を有する本数に寄り合わせてある。
（以降ワイヤロープをロープと呼称する。）
ハ）、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製の円柱形の容器（７）。
炭素繊維強化プラスチック（CFRP）とは炭素繊維にプラスチックを含浸させた後、硬化させて成形した複合材である。
プラスチックは軽量という長所があるが、弾性率が低く構造材としては不向きであるが、炭素繊維を入れて補強することで、軽量かつ高強度な材料になる。
炭素繊維は、鉄に比べて４分の１の比重と10倍の比強度を持つため、金属の剛性や強度といった長所を保ちながら軽量化できるという特徴を持っている。
二、「５相励磁のステッピングモーター型励磁回路」について
「５相励磁のステッピングモーター型励磁回路」とは、１ステップ角＝０．７２°であり、回転軸が１周すると５００ステップ角進み、連続して回転するステップ角の数と、停止するステップ角の数は回転体に取り付けてある回転センサーで決められ、回転体の回転数の過不足に応じてその都度変更され、回転体の回転数を増やしたい時、回転するステップ角を連続して回転させ、回転数を減少させたい時、停止するステップ角を連続して停止させる。
連続したステップの作動は１ステップ角＝０．７２°の倍数で行われ、ステップ角を連続して回転させたり、停止させた後は１ステップ角毎に回転と停止を交互に繰り返す作動を交互に繰り返す。
本考案では励磁回路A, 励磁回路Bの励磁回路を使用している。
【００１０】
考案の電気について本考案の最大の特徴は操業に必要な機能は電気で賄えることにある。
本考案の操業で必要とする電気は下記の通りである。
第一水力発電装置で使用される電気は、電動モーターを回転させるための電気と、本考案に設けてある全ての電動弁座を開閉する時に必要な電気と、励磁回路Aに使用する電気と
、電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションを作動させるための電気と、真空生成装置に使用される電気等であるが、この電気は第二水力発電装置で生成される電気で充電されている蓄電池９B-1から９B-9の電気が使用される。
発生している電気の需要に供給するシステムに使用されるDC電動モーターと、コンピューター、励磁回路B、回転センサーと連結されているインバーターに使用される電気第二水力発電装置で生成される電気で充電されている蓄電池で生成される電気で充電されている蓄電池９A-1から９A-9の電気が使用される。
上述した様に、本考案の操業で必要とする電気は第二水力発電装置と第一水力発電装置で生成される電気で充電されている蓄電池が駆動源となるので本考案の操業コストのうち、人件費以外のコストはゼロになる。
【００１１】
第一貯水槽について
【００１２】
第一貯水槽
図２は  第二貯水槽と  第一貯水槽の俯瞰図であるが、  第二貯水槽（２）の側面は  第一貯水槽を構成している水路に囲まれている。  第一貯水槽（１）は周囲を地上２ｍの高さと深さ地下１３ｍの塀で囲まれた長方形で、前記水路は  第二貯水槽の周囲に巡らされており、この水路から前記  第二貯水槽（２）へ、注水管（４１）と電動弁座Ａ（４２）、  第一貯水槽（１）から  第二貯水槽（２）方向へのみ水を流す逆止弁２（４３）と、ラッパ状の形状の吸出管（４４）を経由して注水される。  
【００１３】
第一貯水槽（１）の水面は地下１ｍ、注水管（４１）は地下１１．１５ｍより地下１２．３９ｍにあり、ラッパ状の形状の吸出管（４４）は地下１１ｍより地下１２．５４ｍの位置で  第二貯水槽（２）へ接続され、  第二貯水槽（２）への注水は  第一貯水槽（１）との水圧の差で遅滞なく行われる。
第二貯水槽（２）内への注入量は電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションで観察される。
尚、第一水圧鉄管内を経由して第一フランシス水車に落下した後の水は水管Ｅ（６１）を経由して揚水ポンプで  第一貯水槽へ注水される。
【００１４】
ラッパ状の吸出管注水管（４１）を通過した水は吸出管（４４）に入った時、図３に示す様にラッパ状の形状から急激に膨張しようとするため、水圧が急激に低下し、一種の低圧状態を形成し、これは後続の水にとって、吸引力として働き、落差と同じ事になることで注入速度が速まる。
【００１５】
注水管（４１）は外径１．２４ｍ、内径１．２ｍで、注水管（４１）内には電動弁座Ａ（４2）が設けられ、  第二貯水槽（２）と連結されている部分には出口が広がっているラッパ状の吸出管（４４）が設置され、前記吸出管（４４）が  第二貯水槽（２）と連結されている部分は外径１．５４ｍ、内径１．５ｍであり、電動弁座Ａ（４2）とラッパ状の吸出管（４４）の間には  第一貯水槽（１）から  第二貯水槽（２）方向へのみ水を流す逆止弁２（４３）が設置されている。
【００１６】
第二貯水槽について
【００１７】
第二貯水槽への注水について
第二貯水槽は地下１７．７４ｍから地上５３ｍにあり、揚水が始まる直前、第二貯水槽の底面Ｂから３．７４ｍ上までの位置は３５７２トンの水が収納可能な空間になっていて、第二貯水槽の底面Ｂから０．８９ｍ上までの位置には８５０トンの残水が収納されていて、揚水される水量は２７２２トンである。
【００１８】
円柱形の容器（７）について
【００１９】
第二貯水槽（２）内の水を揚水するために、第二貯水槽（２）の内部を上下に移動する炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製の円柱形の容器（７）が設営され、図１に示す様に、円柱形の容器（７）の内部には、鉄塊（４）が接着されている。
【００２０】
円柱形の容器（７）は炭素繊維強化プラスチック製で垂直方向の長さ７２ｍ、外径は３４．７ｍ、内径は３４．６５ｍであり、上部は解放され、揚水を始める直前の電動モーターが停止している時、円柱形の容器（７）の底部は第二貯水槽（２）の底面である鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置にある。
第二貯水槽（２）内の水は底面である鉄床B（９）より０．８９ｍ上の位置にあり、深さ０．８９ｍから３．７４ｍまでの空間には第一貯水槽（１）の２７２２トンの水が注入される空間になっている。
２７２２トンの水が第二貯水槽（２）内に注入された時の第二貯水槽（２）の水位は、鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置にある。
電動モーターを時計回りに回転させて円柱形の容器（７）を３・６４ｍ引き下げると、円柱形の容器（７）の底部は第二貯水槽（２）の底面である鉄床B（９）より０．１ｍ上の位置にあり、第二貯水槽（２）内にあった水の２７２２トンは「アルキメデスの原理」により第三貯水槽（５５）へ揚水され、第二貯水槽（２）の底面より０．１ｍ上までと第二貯水槽（２）の内径と円柱形の容器（７）の外径の間に８５０トンの水が収納される。
電動モーターを反時計回りに回転させて円柱形の容器（７）を３．６４ｍ引き上げて電動モーターが停止されると円柱形の容器（７）は鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置に戻る。
【００２１】
第三貯水槽について
【００２２】
図１０は頂上部が円環状になっている第三貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある円筒形の建造物（５４）の概念図である。
図１０において、頂上部が円環状になっていて膨大な水を蓄えている第三貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある同心円状の円筒形の建造物（５４）が設けられている。
【００２３】
円筒形の建造物（５４）の外径は６０ｍ、内径５０ｍ、厚さ５ｍの同心円状の円筒形で高さは35ｍであり、その上に円環状の第三貯水槽（５５）が設けてある。
第三貯水槽（５５）の高さは、地上３５ｍから５２．５ｍの位置にあり、外径は７４ｍ、内径７２ｍ、垂直方向の壁は厚さ１ｍ、底部は厚さ２ｍになっていて、広さは、深さ１５．５ｍの貯水槽で、水は３７ｍから５１．５ｍまでの深さ１４．５ｍに貯えられていて、第三貯水槽（５５）の貯水量は  ３．１４×７２×７２×１４．５×１／４＝５９００６．88≒５９０００トンである。
【００２４】
電動弁座Dについて
【００２５】
外径９０ｃｍ、内径８７ｃｍの第一水圧鉄管（５２）が連結されている第三貯水槽（５５）の下面の部分と、前記下面と対面している上面の間には外径４２ｃｍ、内径４０ｃｍの電動弁座D（５３）が4機設置されている。
図９は、第三貯水槽（５５）の下面の部分と上面の間に設置されている4機の電動弁座D（５３）の俯瞰図であるが、第三貯水槽（５５）内の５９０００トンの水圧を持つ水は第一水圧鉄管（５２）の内径一杯に設けてある４か所の電動弁座Dから第一水圧鉄管の断面積全体に注入され、第一フランシス水車の中心部の流量を増やす効果がある。
【００２６】
第一水力発電装置について
【００２７】
前記円筒形の建造物（５４）の外径の１ｍ外側に第一水圧鉄管（５２）が９本設営されており、第一水圧鉄管（５２）の直下には中心の高さが５ｍの第一フランシス水車が９機あり、第一水圧鉄管（５２）は高さ３５ｍから３０ｍ下の第一水車に連結されている。
【００２８】
第二水力発電装置について
【００２９】
第三貯水槽（５５）に設けてある電動弁座D（５３）の間に設けてある９機の電動弁座Eと、第一水圧鉄管の間に設けてある外径０．５ｍ、内径０．４７ｍの９機の第二水圧鉄管と、前記９機の第二水圧鉄管の３０ｍ下に設けてある９機のクロスフロー第二水車と、９機の第二水車と連結されている９機の第二発電機で構成される第二水力発電装置が設けてあり、９機の第二発電機で生成した電気で充電されている蓄電池が設けてある。
【００３０】
励磁回路について
【００３１】
本考案には励磁回路Aが前記６個の回転体のそれぞれの長手方向の径の真ん中の位置に設けてある。
６個の回転体のそれぞれに設けてある励磁回路Aは、同一の仕様であり、回転の開始、停止、回転数全て同一なので、回転体A1（１２１）に設けてある励磁回路Aについて述べ、それ以外の磁回路については省略する。
【００３２】
図７に示す様に、励磁回路Aは回転体A1（１２１）の長手方向の径の真ん中の位置に設けてあり、同心円状環Ａ（２６ ）内に、鉄心に電線が巻かれた電磁石Ａ（２７）を設けたステーターＡ（２８）と、前記電磁石Ａ（２７）に対向していると共に、軸の周りに軸方向に同心状に磁化された磁石Ｂ（３０）が設けてあるローターＡ（２９）、及び、プログラマブルコントローラＡ（３１、図示せず）、コ ントローラＡ（３２、図示せず）及び電磁石Ａ（２７）と接続してあるドライバＡ（３３、 図示せず）で構成されている。
前記コントローラＡ（３２）に電流が流され、ドライバＡ（３３）へパルス信号が与えられ、ドライバＡ（３３）が電磁石Ａ（２７）の電流切り替えを行うと、電磁石 Ａ（２７）の磁極の切り替えが行われ、回転体A１（１２１）に取り付けてある回転センサーが回転体A１の回転の過不足をキャッチし、連続して回転させるステップ角の回数、或いは連続して停止させるステップ角の回数を計算するコンピューターからの指令でパルス信号がドライバＡ（３３）へ与えられ、回転させるステップ角を連続して回転させたり、停止させるステップ角を連続して停止させて回転体A１の所定の回転数は維持される。
例えば２ステップ角連続して回転させて回転体A１の回転が所定の回転数に戻ったら、１ステップ角停止し、本来の１ステップ角毎の回転、停止を繰り返す作動に戻る。
回転数のブレは１ステップ角＝０．７２°の範囲内で修正されるので修正に要する時間が１ステップ角全部であったとしても、 大限１／５００回以内で修正され、このブレは累積せず回転数は１５００回／ｒｐｍに維持される。
【００３３】
以下に円柱形の容器（７）の重量と、鉄塊の重量と、ロープの重量を合計した重量を述べる。
【００３４】
引き上げるべき円柱形の容器（７）は地上５８ｍ、地下１４ｍで、垂直方向の長さ７２ｍ、外径は３４．７ｍ、内径は３４．６５ｍ、厚み０．０５ｍ、比重１．６５で、上部は解放されており、円柱形の容器（７）の底面に接着してある鉄塊は比重７．２で、直径5ｍ、厚み１ｍである。
【００３５】
円柱形の容器（７）の重量は（（３．１４（３４．７×３４．７−３４．６５）×３４．６５）×７２×１／４＋３．１４×（３４．７×３４．７）×１／４）×０．０５））×１．６５＝３．１４×１．６５×１／４（３．４７×７２＋１２０４．０９×００５）＝３３１．６３５トン≒３３１．６４トンである。
鉄塊の重量は３．１４×７．２×１／４（５×５）×１＝１４１．３トンであり、円柱形の容器（７）の重量と鉄塊の重量の合計は472．９４トンである。
ロープの重量を7.０６トンと見なすと引き上げるべき重量は４８0トンとなる。
【００３６】
本考案の軸受けについて述べ、その後、円柱形の容器（７）の引き下げ、引き上げの方法について述べる。
【００３７】
転がり軸受について
【００３８】
回転体の回転軸に掛かる摩擦抵抗を低減させるためにアキシアル加重（軸方向の力を双方から受ける）に対応する複式スラスト転がり軸受A1（５０）として、複式スラスト円筒ころ軸受けＡ−１、複式スラスト円すいころ軸受けＡ−１、スラスト針状ころ軸受けＡ−１、スラスト自動調心ころ軸受けＡ−１等が設けられ、複式スラスト転がり軸受A２（５１）として複式スラスト円筒ころ軸受けＡ−２、複式スラスト円すいころ軸受けＡ−２、スラスト針状ころ軸受けＡ−２、スラスト自動調心ころ軸受けＡ−２等が設けられる。
【００３９】
円柱形の容器（７）の引き下げ、引き上げの方法について
【００４０】
円柱形の容器（７）の外径の垂直方向の上面上に角度６０度づつ離れて、フック１、フック２、フック３、、、フック６の順に反時計回りにフックが６個設けてあるとともに電動モーターが１機設けられ、前記電動モーターの回転軸が延長された軸Ｌ３が設けてあり、軸Ｌ３には地点Ａと、地点Bが設けられ、地点Ａには巻き取り機Ａ（４８）が設置され、地点Bには巻き取り機Ｂ（４９）が設置されている。
６個の回転体のそれぞれは励磁回路Aで回転数が制御されて回転開始、停止、回転数は同一であり、同一の作動をする。
【００４１】
図５は前記鉄柱A１（１０１）と鉄柱A２（１０２）とを繋いでいる鉄柱B1（11１）と、鉄柱A２（１０２）と鉄柱A３（１０３）とを繋いでいる鉄柱B２（1１２）と、鉄柱A３（１０３）と鉄柱A４（１０４）とを繋いでいる鉄柱B３（1１３）と、鉄柱A４（１０４）と鉄柱A５（１０５）とを繋いでいる鉄柱B４（11４）と、鉄柱A５（１０５）と鉄柱A６（１０６）とを繋いでいる鉄柱B５（11５）と、鉄柱A６（１０６）と鉄柱A１（１０１）とを繋いでいる鉄柱B６（11６）とで構成された六角形の辺の俯瞰図であるが、鉄柱B1（11１）から鉄柱B６（11６）それぞれの上方に回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）が設けてある。
前記回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）それぞれに励磁回路Aが設けてあり、励磁回路Aで回転数が制御されて回転開始、停止、回転数は同一であり、同一の作動をする。
図６は回転体A1（１２１）と回転体A６（１２６）の概念図であるが、垂直方向に伸ばされている鉄柱A２（１０２）と対面している前記回転体Ａ１（１２１）の垂直方向の切断面の「右」の所定の位置と向き合っているハウジングＡ１（４５）の位置に保持帯Ａ（２３）が設けてあり、保持帯Ａ（２３）には複式スラスト転がり軸受A1（５０）の外輪が接続され、内輪は回転体Ａ１（１２１）に嵌合してあり、前記ハウジングＡ１（４５）の「右」の所定の位置にハウジングB１（４６）が設けられ、ハウジングB１（４６）の位置にある保持帯Ｂ（２４）には複式スラスト転がり軸受A2（５１）の外輪が接続され、内輪は回転体Ａ１（１２１）に嵌合してあり、回転体Ａ１（１２１）の長手方向の径の真ん中の位置に励磁回路Aが設営されている。
【００４２】
図８は電動モーター（１０）の回転軸が延長されている回転軸に設けてある巻き取り機Ａ
・  と巻き取り機Ｂ（４９）の概念図である。
図６に示す様に垂直方向に伸ばされている鉄柱A1（101）と対面している位置から左下方向に伸ばされている回転体Ａ１（１２１）上に右斜め上方向に伸ばされている凹型の溝A （１３０）が設けられ、鉄柱A1（101）と対面している位置から右下方向に伸ばされている回転体Ａ６（１２６）上に左斜め上に伸ばされている凹型の溝B（１３１）が設けてあり、凹型の溝A（１３０）の下方に巻き取り機Ａ（４８）、凹型の溝B（１３１）の下方に巻き取り機Ｂ（４９）が設置されている。
円柱形の容器（７）を下降させる時、前記フック６にロープの一端を掛け、他端を上に伸ばして回転体Ａ６（１２６）にある凹型の溝B（１３１）を経由して地点Bにある巻き取り機B（４９）に時計周りに結わえ、電動モーターを時計周りに回転させると、巻き取り機Bでロープが時計周りに巻き取られ、反時計周りに巻き取られていた巻き取り機A（４８）のロープが解放され、円柱形の容器（７）を上昇させる時、電動モーターを反時計周りに回転させると、時計周りに巻き取られていた巻き取り機B（４９）のロープが解放され、巻き取り機A（４８）でロープが反時計周りに巻き取られる。
円柱形の容器（７）を下降させる時、円柱形の容器（７）は合計重量４８０トンの重量と、巻き取り機B（４９）がロープを時計周りに巻き取る力で下降するが４８０トンの重量には円柱形の容器（７）を下降させる力があるので、巻き取り機B（４９）がロープを巻き取る力は少なくて済み、下降する速度は反時計周りに巻き取られていた巻き取り機A（４８）のロープが解放される速度に左右される。
巻き取り機Ｂ（４９）の半径は３．３２ｃｍに設定してあり、回転ロスを４％として、巻き取り機Ｂ（４９）に巻かれているロープは１秒で３．３２ｃｍ×３．１４×０．９６×２＝２０．０１５ｃｍ≒２０ｃｍ解放される。
【００４３】
円柱形の容器（７）の引き下げについて円柱形の容器（７）を下降させる時、円柱形の容器（７）は主として４８０トンの合計重量で下降し、電動モーターが時計周りに６０回／ｒｐｍで回転する力で後押しされて下降し、巻き取り機A（４８）の反時計周りに巻き取られていたロープが時計周りに解放される速度で下降する。
その下降速度は、円柱形の容器（７）を３０秒で６ｍ下降させる速度である。
【００４４】
摩擦トルクについて
【００４５】
摩擦トルクは加重に依存する摩擦トルクと加重に無関係な摩擦トルクの合計で表される。
加重に無関係な摩擦トルクは、回転速度が低く、加重が高い領域で発生する。
この領域では十分な厚さの潤滑膜が接触面にまだ形成されていないからである。
電動モーターの回転数が増えるのに伴って回転速度が高くなるので加重に無関係な摩擦トルクは消滅し、摩擦トルクは加重に依存する摩擦トルクのみになる。
加重に依存する摩擦トルクは  計算式  Ｍ＝u・Ｐ・ｄ／２で表される。
ここでＭ＝軸受けの全摩擦トルク、u＝摩擦係数、P=軸受けに加わる等価加重、ｄ＝軸受けの内径である。
複式スラスト円筒ころ軸受けの摩擦係数は０．００４、スラスト針状ころ軸受の摩擦係数は０．００５なので、本考案に設置される転がり軸受けの摩擦係数を全て０．００５と見なし、加重に依存する摩擦トルクを摩擦係数の４倍と見なすと摩擦トルクは０．００５倍×４＝０．０２倍となる。
引き上げるべき重量の４８０トンは軸受けの摩擦軽減効果によって４８０トン×０．０２倍＝９．６トンとなり、９．６トンを引き上げることとなる。
【００４６】
円柱形の容器（７）の引き上げについて第二貯水槽の揚水が終わると、電動モーターのこれまでの結線Ｕ相→V相→W相の電流の流れを、Ｕ相→W相→V相に切り替えて電動モーターの回転方向を反対方向に切り替える。
【００４７】
図６に示す様に複式スラスト転がり軸受A1（５０）がハウジングＡ１（４５）にある保持帯Ａ（２３）と接続され、複式スラスト転がり軸受A2（５１）がハウジングB１（４６）にある保持帯Ｂ（２４）と接続され、励磁回路Aは、６個の回転体それぞれの回転を１５００回／ｒｐｍの速度に制御する。
６個の回転体は励磁回路Aで回転が制御された回転数で回転しているのに加えて、複式スラスト転がり軸受A1（５０）とA２（５１）が設けてあるので、６個の回転体は低トルク性を得て所定の発電量を発生させるのに要するトルクを確保する。
円柱形の容器（７）を上昇させる時、電動モーターが反時計周りに６０回／ｒｐｍで回転し、巻き取り機A（４8）で反時計周りに巻き取られ、３０秒で６ｍ上昇し、上昇は終了する。
【００４８】
第二発電機で生成される電気について  
【００４９】
第三貯水槽（５５）に設けてある電動弁座D（５３）の間に設けてある９機の電動弁座Eと
、第一水圧鉄管の間に設けてある外径０．５ｍ、内径０．４７ｍの９機の第二水圧鉄管と、前記９機の第二水圧鉄管の３０ｍ下に設けてある９機のクロスフロー第二水車と、９機の第二水車と連結されている９機の第二発電機で構成される第二水力発電装置が設けてあり、９機の第二発電機で生成した電気で充電されている蓄電池の直流を交流に変換し、変換された電力は第一水力発電装置で電気を使用する場所に供給される。
【００５０】
発電量について
【００５１】
以下に本考案で生成出来る発電量を説明する。
最初に第一水力発電装置による発電量を説明し、その後に第二水力発電装置による発電量を説明する。
第一水力発電装置、第二水力発電装置は、それぞれの水圧鉄管の内径が異なることと、第二水圧鉄管の中心部の断面積全体に落下する水の範囲が第一水圧鉄管の３３％から２７％に変更されること以外、第二水力発電装置は、第一水力発電装置と相違点は無く、水の落下速度、総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％と同一なので、第二水力発電装置の発電量は第二水圧鉄管の中心部の断面積全体に落下する範囲を２７％と変更して計算する。
第一水圧鉄管は外径９１ｃｍ、内径８７ｃｍで、第三貯水槽（５５）の底部には９本の第一水圧鉄管が連結され、それぞれの第一水圧鉄管の外径の間隔は２２ｍ離れた位置に設けてあり、第一水圧鉄管の直下に第一フランシス水車が９機設けられ、９機の第１発電機に連結されている。
９本の第一水圧鉄管、９機の第一フランシス水車、９機の第１発電機は全く同じ装置で同じ発電量が生成されるので、１機での発電量を説明する。
【００５２】
第一水圧鉄管内の水の落下速度について第一水圧鉄管の 上部の地上３５ｍの速度をｖ＝１とし、地上５ｍにある第一フランシス水車の中心部の速度をｖとして、ｖを計算する。
地上３５ｍの 上部の圧力と地上５ｍにある第一フランシス水車の中心部の圧力は等しく、 上部の流速ｖ＝１は０としてよいので、ベルヌ―イの定理より、 上部と地上５ｍの位置の間に  H＋ｐ＝１/２ｐｖ2＋pが成立し、ｖは、v＝２ｇH  の平方根で求められる。
ここで、ｐ＝圧力、g＝重力、H＝落差である。
H=３０、ｇ＝９．８０６≒９．８１として計算すると  ２ｇH＝２×９．８１×３０＝５８８．６で、この平方根は２４．２６１≒２４．２６ｍ/ｓで、ｖは２４．２６ｍ/ｓとなる。
【００５３】
第一フランシス水車の中心部の流量は断面積×流速で表され、第一フランシス水車の中心部の流量は、30m上方の位置にある第三貯水槽（５５）の底部に設けてある４機の電動弁座Ｄから第一水圧鉄管の断面積全体に広まって注水されるため、第一フランシス水車の中心部の断面積の広い範囲に落下する。
第一フランシス水車の中心部の流量を第一フランシス水車の中心部の断面積の３３％とみなすと、その流量は  ２４．２６×０．８７×０．８７×３．１４×０．３３×１/４＝１４．４１４ｍ3≒１４．４１ｍ３である。
発電機出力は  発電出力＝理論水力×水車効率×発電機効率で求められ、理論水力は有効落差と流量の積で求められる。一般にフランシス水車の水車効率は９０％、発電機効率は９８％であるとされている。
【００５４】
第一水圧鉄管上部から第一フランシス水車の中心部までの総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％として  １台当たりの発電出力を計算すると、発電出力＝９．８１×２７×１４．４１×０．９×０．９８＝３３１６．３９７KW  ／ｈ＝約3300KW／ｈであり、９台では3300KW／ｈ×９＝29700／ｈ≒２９０００KW／ｈである。
【００５５】
第二発電機による発電量を以下に述べる。
【００５６】
クロスフロー第二水車の中心部の流量を、クロスフロー第二水車の中心部の断面積の２７％とみなすと、その流量は  ２４．２６×０．４７×０．４７×３．１４×０．２７×１/４＝１．１３５ｍ3≒１．１４ｍ3である。
【００５７】
第二水圧鉄管上部からクロスフロー第二水車の中心部までの総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％として  １機当たりの発電出力を計算すると、発電出力＝９．８１×２７×１．１４×０．９×０．９８＝２６６．３２KW／ｈ  ≒２６０KW／ｈであり、９機では２６０KW／ｈ×９＝２３４０KW／ｈ≒２３００KW／ｈである。
【００５８】
以下に発生している電気の需要の即座に供給するシステムについて説明する。
【００５９】
（DC電動モーター、及び蓄電池の説明）
【００６０】
図１１に示す様に蓄電池が２個設けられ、１個はDC電動モーターに連結され、他の１個はインバーターに接続される  。
インバーターは、コンピューター、励磁回路B、回転センサー等の電源となる。
DC電動モーターが、蓄電池と接続され、DC電動モーターの回転軸が延伸された回転軸１には、回転軸１の回転数を一定にするための励磁回路Bと、励磁回路Bの「下方」には、同期発電機が設置されている。
本事例では、回転軸１の励磁回路Bから同期発電機方向を「下方」と呼称している。
【００６１】
（励磁回路Bの運転状況の説明）
DC電動モーターの回転力を駆動源とする回転軸１は、励磁回路Bの回転より５％早い回転数の１、５７５回転／分近傍で回転し始めるが、電磁石Ａ（２７）の磁極が切り替えられると、磁石Ｂ（３０）は１ステップ角毎に電磁石Ａ（２７）の磁極に反応するので、回転軸１は回転数を減じ、励磁回路Bと同じ回転数の１、５００回転／分で回転する。
回転軸１の回転数と励磁回路Bの回転数の１ステップ角同士の差異は殆どの場合微差であり、その差異は１ステップ角で調整され、回転数の誤差は累積しない。
【００６２】
（発電機の構成、及び運転状況の説明）
発電機は、回転軸１上の励磁回路Bの「下方」に設けられ、回転軸１の回転数は、発電機の同期回転数の１、５００回転／分になり、予め設定済みの磁極に対応した回転数での回転が可能になり、同期発電機で電気を生成する。
【００６３】
（N角形の各一辺に発電機を設ける説明）
図１２はNを８とした８角形の各一辺に発電機が８個設けられている概念図であり、各々の発電機は独立した発電装置で、電源は蓄電池である。
【００６４】
（合計電力量だけを供給するシステムの説明）
合計電気量をスマートメーターによって把握し、所定の極数、所定の回転数で回転する回転体と連結されている発電機で構成されている回転体を８機設け、前記８期の回転体の発電機出力は同一であるが、極数、回転数はそれぞれ異なっている。
Mを整数として、M=１の時、合計電気量が、極数２M＝２×１＝２の時の発電機出力より小さい場合、ランク区分１とし、  M=１の時、極数２M＝２×１＝２の時の発電機出力と同じか或いは大きく、極数２（M＋１）＝２（１＋１）＝４の時の発電機出力より小さい場合、ランク区分２とし、以降Mが１増加する毎にランク区分の数字は１増え、  前記スマートメーターで、合計電気量が所属するランク区分は常時把握され、ランク区分が１ランク増加する場合、電動モーターの回転速度を落とし、極数２Mより大きい２（M＋１）の極数に変更し、ランク区分が１ランク減少する場合、電動モーターの回転速度を増やし、極数２（M＋１）より小さい２Mの極数に変更し発電される。
【００６５】
（ランク区分４からランク区分５へ合計電気量が増加した場合の説明）
図１３はランク区分の一覧表であるが、図１３示すランク区分４の合計電気量が増え続けて、第一水力発電装置の１機の発電機で生成される電気量の９５％に達したら、ランク区分５のテスト運転を行い、回転体２０５（２０５）が正常に作動することを確認し、合計電気量がランク区分５に達したら、回転数５００／ＲＰＭ、極数１２の回転体２０５（２０５）の発電機で生成される電気が供給される。
回転体２０５（２０５）の長手方向の径の真ん中には励磁回路Bが設置されているので回転数は５００／ＲＰＭで回転し、ランク区分４からランク区分５への移行はスムーズに行われる。
【００６６】
（ランク区分５からランク区分４へ合計電気量が減少した場合の説明）
ランク区分５の合計電気量が減り続けて、第一水力発電装置の１機の発電機で生成される電気量の５％に達したら、ランク区分４のテスト運転を行い、回転体２０４（２０４）が正常に作動することを確認し、合計電気量がランク区分４に達したら、回転数６００／ＲＰＭ、極数１０の回転体２０４（２０４）の発電機で生成される電気が供給される。
回転体２０４（２０４）の長手方向の径の真ん中には励磁回路Bが設置されているので回転数は６００／ＲＰＭで回転し、ランク区分５からランク区分４の移行はスムーズに行われる。
ランク区分５からランク区分４の移行が完了したら、回転体２０５（２０５）のテスト運転を行い、回転体２０５（２０５）が正常に作動することを確認する。
【００６７】
〔実施形態の効果〕
都市部の再生エネルギーの更なる普及を図る場合、オフィスビル、マンション等に再生エネルギーを供給するシステムが必要になる。
複数の会社が入居しているオフィスビルの場合、電力需要は会社によって異なり、オフィスビル全体の合計電力量は常に変動しているので従来の再生エネルギーで即座に供給するのは困難である。
合計電気量をスマートメーターによって常に把握し、所定の極数、所定の回転数で回転する回転体と連結されている発電機で構成され、前記回転体の極数、回転数はそれぞれ異なっているが発電機出力は同一である回転体を８機設け、回転体２０１から回転体２０８のそれぞれはランク１からランク８に区分され、合計電気量が変動した場合、変動した合計電気量が属するランクを把握し、ランク１から前記変動した合計電気量が属するランクまでの電力を即座に供給することでオフィスビルで発生する需要に対して即座に対応することが可能になる。
オフィスビルに入居している企業毎の合計電力量を即座に供給可能なCO2が発生しない発電装置を利用することで、都市部の再生エネルギーの普及の切り札になる効果がある。
【００６８】
（他の実施形態）
本事例では、発生している需要に必要な電力量だけを供給する温暖化防止のための発電装置として、オフィスビルに設置する場合を説明したが、一般的な分散型電源としても当然使用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１＝第一貯水槽 
２＝内部に水を蓄えている円筒形の第二貯水槽 
３＝流出管
4＝鉄隗
７＝円柱形の容器（７）
９＝鉄床Ｂ 
１０＝電動モーター
２３＝保持帯Ａ
２４＝保持帯B
２６＝回転体A２（２）の回転軸が延期された軸の長手方向の径の真ん中の位置に設けてある同心円状環Ａ
２７＝電磁石Ａ
２８＝ステーターＡ
２９＝ローターＡ
３０＝軸の周りに軸方向に同心状に磁化された磁石Ｂ
３２＝コ ントローラＡ
３３＝ドライバＡ
４１＝注水管
４２＝電動弁座A
４３＝逆止弁２
４４＝吸出管
４５＝ハウジングＡ１
４６＝ハウジングＢ１
４８＝巻き取り機A
４９＝巻き取り機B
５０＝転がり軸受A１
５１＝転がり軸受A２
５２＝第一水圧鉄管
５３＝４機の電動弁座D
５４＝円筒形の建造物 
５５＝第３貯水槽
６１＝第一水圧鉄管を落下した水を第一貯水槽（１）へ送水する排水管Ｅ  
１０１＝鉄柱A1        
１０２＝鉄柱A２
１０３＝鉄柱A３          
１０４＝鉄柱A４
１０５＝鉄柱A５        
１０６＝鉄柱A６
１１１＝鉄柱B１        
１１２＝鉄柱B２
１１３＝鉄柱B３        
１１４＝鉄柱B４
１１５＝鉄柱B５      
１１６＝鉄柱B６
１２１＝回転体A1      
１２６＝回転体A６
１３０＝凹型の溝A
１３１＝凹型の溝B
２０１＝回転体２０１
２０４＝回転体２０４
２０５＝回転体２０５
２０６＝回転体２０６
２０７＝回転体２０７
２０８＝回転体２０８